[发明专利]双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层及其构建方法

说明书

本发明提供了一种双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层的构建方法，包括以下步骤：基底预处理；碱活化处理；配置有机膦酸混合溶液；构建双向调控功能涂层。还包括采用上述构建方法制得的双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层。本发明优化了多膦酸与双膦酸分子的含量配比，所使用的多膦酸分子与双膦酸分子分别有助于促进成骨和抑制破骨，得到高质量的涂层，达到多种有机膦酸释放可控以实现双向调节功能。

技术领域

本发明属于细胞响应行为涂层构件技术领域，具体涉及一种双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层及其构建方法。

背景技术

骨损伤是影响人类生活质量的主要病因，且发病人数随人口结构老龄化的影响正呈不断上升的态势。目前，植入体介入是治疗骨损伤的有效手段。然而，大多数植入体表面生物功能化不足，无法促进损伤部位的骨重塑，长时间的骨受损愈合周期会给病患带来经济和心理负担。因此，通过表面改性的方式使骨植入材料表面具有促成骨功能变得刻不容缓。

目前应用较多的植入材料表面改性方法为高分子搭载促成骨药物。根据临床数据显示，高分子涂层在体内降解过程中产生的酸性降解产物会引起患处的炎症反应，造成患者骨损伤部位疼痛，严重者需二次手术取出植入物。同时，骨重塑过程由成骨与骨吸收过程共同作用完成，调控成骨与骨吸收过程的平衡是促进成骨的关键。然而，目前表面改性方法大多功能单一，只能满足促进成骨或抑制破骨过程其一，无法对成骨与破骨的响应行为进行有效的调控，进而会影响骨损伤愈合，甚至重生骨的结构。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层及其构建方法，优化多膦酸与双膦酸分子的含量配比，所使用的多膦酸分子与双膦酸分子分别有助于促进成骨和抑制破骨，得到高质量的涂层，达到多种有机膦酸释放可控以实现双向调节功能。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层的构建方法，包括以下步骤：

(1)基底预处理：将金属片打磨、清洗、干燥；

(2)碱活化处理：将步骤(1)干燥后的金属片放入氢氧化钠溶液中，50℃～60℃条件下浸泡12～24h，然后将金属片取出，用去离子水清洗2～4次，再吹干后放入真空干燥箱中；

(3)配置有机膦酸混合溶液：分别取浓度为1～16mg/mL的有机多膦酸分子溶液和浓度为0.6～7mg/mL的有机双膦酸分子溶液，按体积比1:1混合，并加入氢氧化钠调节pH至5～6，得有机混合溶液；

(4)构建双向调控功能涂层：将步骤(2)所得碱活化后的金属片，放入步骤(3)所得有机混合溶液中，在50～60℃条件下浸泡3～4h，用去离子水清洗2～4次并干燥，即可在金属片表面构建出双向调控功能涂层。

进一步，步骤(1)在进行基底预处理时，将金属片用碳化硅砂纸进行打磨，直至表面无明显划痕为止，然后将打磨后的金属片加入酒精超声清洗1～2min，清洗2～4次，最后将清洗好的金属片用洗耳球吹干，放入真空干燥箱中。

进一步，步骤(1)中使用目数为320#、600#、1200#和2000#的碳化硅砂纸对金属片依次进行打磨。

进一步，步骤(2)中氢氧化钠溶液浓度为2～4mol/L。

进一步，步骤(3)中有机多膦酸分子溶液为植酸、羟基乙叉二膦酸或亚甲基膦酸。

进一步，步骤(3)中有机双膦酸分子溶液为唑来膦酸或阿伦膦酸。

进一步，金属片为镁金属片。

采用上述的双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层的构建方法制得的双向调控成骨与破骨细胞响应行为涂层。

综上所述，本发明具有以下有益效果：